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大連理工大學網(wǎng)絡教育學院畢業(yè)論文（設計）模板
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本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設 計）
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題 目：車床C6140A撥叉機械加工工藝及（一道工序）夾具設計
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層 次：
專 業(yè)：
年 級：
學 號：
學 生：
指導教師：
完成日期：
II
車床C6140A撥叉機械加工工藝及（一道工序）夾具設計
內(nèi)容摘要
在機械制造批量生產(chǎn)中根據(jù)加工工件的工藝要求，合理地使用夾具是充分發(fā)揮通用機床的作用、保證產(chǎn)品質(zhì)量、縮短輔助時間、提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動強度的重要手段。同時，使用夾具還有助于工人掌握復雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復雜的工藝問題等，因此，機床夾具在機械制造行業(yè)中占有十分重要的地位。
本論文應用本專業(yè)所學課程的理論和實際知識進行一次夾具設計工作的實際訓練，本設計的內(nèi)容是以大連機床集團設計生產(chǎn)的C620普通車床為設計原型，經(jīng)過學習和鉆研，對C620普通車床的機械加工工藝方案的分析和設計。
關鍵詞：機械加工；工藝；切削；夾具設計；工時
目 錄
內(nèi)容摘要 I
引 言 1
1 概述 2
2 設計任務說明 3
2.1 零件的作用 3
2.2 零件的工藝分析 3
（二）、零件的工藝分析： 3
3 工藝路線的制定 4
3.1 工藝路線的擬訂 4
3.2 確定毛坯的制造形式 26
3.3 基準的選擇 27
3.4 具體分析 28
3.5 工藝路線的擬訂 28
3.6 工藝卡的填寫 29
3.7 有效功率的計算 29
4 夾具的設計 30
4.1 工序夾具的確定 30
4.2 夾具設計有關計算 31
4.3 夾具裝配 32
4.4 夾具經(jīng)濟性分析 32
結論 34
參考文獻 35
引 言
本次設計的題目是“車床撥叉機械加工工藝及鉆孔夾具設計”。這個題目是傳統(tǒng)的機械設計課題，在做這個設計題目過程中，涉及了很多工藝規(guī)程設計方面的知識。
本次的設計任務是：制定一給定的零件（車床撥叉）的機械加工工藝及就加工該零件的某一道工序（鉆孔）的夾具設計。
設計內(nèi)容包括：
毛坯零件綜合圖一張；
夾具裝配圖1張；
夾具體圖1張；
工序卡的編訂、 繪制；
論文1份；
1 概述
本次設計任務需完成毛坯選擇、編排加工工藝、工裝夾具設計、撰寫產(chǎn)品說明書，以及圖紙繪制等工作，圖紙說明如下：
1．毛坯—零件綜合圖 1張
2．夾具裝配圖 1張
3．說明書 1份
2 設計任務說明
2.1 零件的作用
機械制造工藝學課程設計,是在學完機械制造工藝學及夾具設計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習取得感性知識后進行的一項教學環(huán)節(jié)；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設計打下良好基礎。通過課程設計達到以下目的：
1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。
2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過學生親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。
3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。
2.2 零件的工藝分析
題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺
寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑
移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙
很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精
度。所以，寬度為18+0.0120mm的槽和滑
移齒輪的配合精度要求很高。
（二）、零件的工藝分析：
CA6140撥叉共有兩組加工表面。
1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面
這一組面包括?25+0.230mm的六齒方花鍵孔、?22+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為27mm的平面。
2. 以工件右端面為基準的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽
經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。
3 工藝路線的制定
3.1 工藝路線的擬訂
方案一
工序：
1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。
2. 粗、精銑削B面。
3. 銑削8+0.030mm的槽。
4. 銑削18+0.0120mm的槽。
5. 拉花鍵。
方案二
工序：
1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 以Ф40mm圓柱面為粗基準。選用C3163-1轉塔式六角車床及三爪卡盤夾具。
2. 拉花鍵。以A面為基準，
3. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具
4. 銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
5. 銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
方案分析：
上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為3.4.5道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。
以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”
3.2 確定毛坯的制造形式
1）毛坯的選擇
由于零件是中批生產(chǎn)，故優(yōu)先考慮鍛、鑄件，可提高生產(chǎn)率，降低成本，
又考慮到零件的力學性能、形狀及大小，故采用鑄件。
2）毛坯余量和加工余量的確定
加工余量的大小不僅直接影響毛坯尺寸，而且影響到工藝裝備（如鍛模、夾具等）的尺寸，設備的調(diào)整，切削用量的選擇，材料消耗工藝定額和加工工時定額等。如果余量留大了，既浪費材料又浪費工時、工具和動力；如果留小了，由于加工過程中的應力變形和熱變形等影響，可能會由于余量不足而導致工件報廢，因此，在設計工藝規(guī)程時確定合理的加工余量是十分重要的。
機械加工中毛坯尺寸與其零件尺寸之差，稱為毛坯余量，加工余量的大小，取決于各加工過程中各個工序應切除的金屬層總和，以及毛坯尺寸與規(guī)定的公稱尺寸間的偏差值。
毛坯余量的確定：根據(jù)毛坯的鑄造精度，鑄件最大尺寸，該面的公稱尺寸，及該面在砂箱中所處的位置，可由《金屬機械加工工藝人員手冊》中查出。
但在本次設計中，毛坯余量由各工序切削余量計算出。每道工序中切去金屬的厚度就是該道工序的加工余量。加工余量的確定可由《機械加工余量手冊》中查出，其選用原則為：
a. 應有充分的加工余量，加工余量應能保證得到圖紙上所規(guī)定的表面粗糙度及精度；
b. 決定加工余量時應考慮到零件的熱處理時引起的變形，否則可能產(chǎn)生廢品；
c. 決定加工余量時應考慮到所采用的加工方法和設備，以及加工過程中零件可能發(fā)生的變形；
d. 決定加工余量時應考慮到被加工零件的大小，零件越大，則加工余量也越大，因為零件的尺寸增大后，由切削力，內(nèi)應力等引起的變形的可能性也增加；
e. 在考慮上述各項后，盡量采用最小的加工余量，以求縮短加工時間，并降低零件的制造費用。
加工余量應包括：
a. 上工序的表面粗糙度（Ra）
b. 上工序的表面破壞層（Da）
c. 上工序的尺寸公差（Ta）
d. 需要單獨考慮的誤差（ρa）
e. 本工序的安裝誤差（εb）
實際生產(chǎn)中的加工余量，很少采用計算法，而大多是由工廠經(jīng)驗估計和查閱一般的機械加工手冊決定，而本工藝規(guī)程加工余量的制定則參照《機械加工余量手冊》而定。在本工藝規(guī)程中，鑄件采用機器造型，木模，精度等級選7級，查表12-2表12-3得：毛坯件側面、頂面的加工余量為4㎜，而底面有4㎜高的一個臺階面，考慮鑄造方便，故其底面余量取大一些，使其表面為一平面，底面加工余量為8㎜；孔均為鉆出。
繪制零件—毛坯綜合圖
零件—毛坯綜合圖詳細見圖紙。
3.3 基準的選擇
1.粗基準的選擇：
1） 保證工件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則：被加工零件上如有不加工表面應選不加工表面作粗基準，這樣可以保證不加工表面對于加工表面具有較為精確的相對位置關系。
2） 合理分配加工余量的原則：從保證重要表面加工余量均勻考慮，應選擇重要表面作粗基準。
3） 便于裝夾的原則：為使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，要求所選用的粗基準盡可能平整、光潔、不允許有鍛造飛邊、鍛造澆冒口切痕或其它缺陷，并有足夠的支撐面積。
4） 粗基準不得重復使用的原則： 在同一尺寸方向上粗基準只允許使用一次。
2.精基準的選擇原則：
1） 基準重合原則 應盡可能選擇被加工表面的設計基準為精基準，這樣可以避免由于基準不重合引起的定位誤差。
2） 統(tǒng)一基準原則 應盡可能選擇用同一組精基準加工工件上盡可能多的加工表面，以保證各加工表面之間的相對位置關系。
3） 互為基準原則 當工件上兩個加工表面之間位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準反復加工的方法。
4） 自為基準原則 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為基準。
3.4 具體分析
1． 零件作用：本零件作為撥叉用。
2． 零件材料：本零件材料為HT20-40。
3． 零件熱處理要求：由于本零件為鑄件，需要進行時效處理。
4． 零件技術要求：
本零件需加工的表面為：A面、C面、F面、D面、E面、L孔、B孔、G孔、H孔。其中L孔，B孔不但本身尺寸精度、表面粗糙度有較高要求，而且位置精度也有一定要求。（詳細見工件零件圖）
5． 零件結構特點：對稱性較好。
6． 加工出該工件所用的加工方法主要有：銑削加工，鉆、锪、擴、鉸削加工。
7． 零件設計基準：分析得知，其設計基準是 面、 面。
3.5 確定切削用量及基本工時
工序 Ⅰ ：車削A面。
1．加工條件。
工件材料：灰口鑄鐵HT200。 σb=145 MPa。鑄造。
加工要求：粗、半精車A面并保證28mm的工序尺寸，Ra=3.2μm
機床C3163-1。轉塔式六角臥式車床。
刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15
2、計算切削用量。
（1）已知長度方向的加工余量為3±0.8mm 。實際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差IT １２級 取-0.46 mm （入 體方向）
（2）進給量、根據(jù)《切削簡明手冊》（第3版）表1.4 當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ａｅ≤３mm時，以及工件直徑為Φ60mm時（由于凸臺B面的存在所以直徑取Φ60mm）
?=0.6-0.8mm/ｒ.
按C３１６３－１ 車床說明書 取?=0.6 mm/n。
由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.75—0.85 所以：實際進給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ
按C３１６３－１ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ
（3）計算切削速度。按《切削簡明手冊》表1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）
刀具材料YG6
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見《切削手冊》表1.28
kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81
∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=46.9(m/min)
（4）確定機床主軸轉速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）
按C３１６３－１ 車床說明書 ｎ＝200 r／min
所以實際切削速度V=40.8m/min
（5）切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準備
Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0
2、精車
1) 已知粗加工余量為0.5mm。
2) 進給量f. 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6 ， f=0.15－0.25mm/r 按C３１６３－１ 車床說明書?。妫?.16 mm/r
計算切削速度 按《切削用量簡明手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=83.85(m/min)
3) 確定機床主軸轉速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按C3163－１ 車床說明書 取nw=400（r/min）
實際切削速度V=57.1m/min
4) 切削工時，查《工藝手冊》表6.2-1
Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min）
由于下一道工序是鉆孔，所以留下?20mm的臺階，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0
3、鉆孔、擴孔、倒角。
（1）、鉆孔
鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》表2.2
鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：
ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2-9確定f=0.48
ａ、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表2.9 ,當σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。
按C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.
ｂ、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表2.21，當do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.
ｃ、切削速度 由《切削用量簡明手冊》，表2.15得 Ｖ=21m/min
n=1000V/D=334.4 由機床技術資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min
取n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min
ｄ、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm
所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
（2）、擴孔
刀具直徑do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。
由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32
倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。
（3）、倒角
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。
檢驗機床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４
可以查出 當σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min ?。校悖?.4kw
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求
鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21
當ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝0.64 ｍｍ
查得轉矩Ｍ＝61.8 N.M
《切削用量簡明手冊》表由表2.32 得功率公式
ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要
工序Ⅱ 拉花鍵孔
單面齒升：根據(jù)有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒
為0.06mm,
拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；
L 拉削表面長度，80mm；
η 考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2；
k 考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4 ；
v 拉削速度（m/min）；
fz 拉刀單面齒升；
Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)
工序Ⅲ 粗銑，精銑B面。
加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2ｕｍ。
用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm
機床 ：Ｘ62W
加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm
1. 粗銑
1) 選擇刀具
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1 銑削寬度ae≤5mm時。直徑為do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀
銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10°ao=16°
2) 切削用量
留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉進給量ｆ＝0.5～１mm/r就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W功率為7.5kw，機床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W銑床說明書 所以每轉進給量ｆ＝0.6mm/r
3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）
4) 決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/z
Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/min
Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min
選Vf=80mm/min 實際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z
5) 機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系數(shù)：
故Pct＜0.8,
根據(jù)X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為
Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z
6) 基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm
2. 精銑
1）選擇刀具
刀具與上道工步是同一把刀。
2）切削用量
精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度
ae＝0.2mm，ｆ＝0.6
3）決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min
n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm
工序Ⅳ 銑削8+0.030mm槽。
加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm
加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻
機床：X62W
1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8
銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°
ao=12°an=6°Z=16
2) 選擇切削量
由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z
3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4) 決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min
n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min
實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min
選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/min
fzc=110/375×16=0.018mm/z
5) 機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28 公式
圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94
由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28
Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N
M=FCdo/2×103=15.9N?M
Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。
6) 基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm
工序Ⅴ銑寬為180+0.12mm槽
加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm
由于此工步的設計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，
1) 選擇刀具
銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°
ao=12°an=6°Z=24
2) 選擇銑削用量
由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z
3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4）確定切削速度Vc和每齒進給量：決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min
n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min
實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min
選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/min
fzc=150/300×24=0.020mm/z
5）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)
工序Ⅵ 磨18mm槽，
保證尺寸18mm
1) 選擇砂輪。
見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結果為
GZ46KV6P350×40×127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。 平型砂輪，其尺寸為16×6×40（D×d×H）。
2) 切削用量的選擇。砂輪轉速n砂=3000r/min(見機床說明書)，
v砂=2.5m/s
進給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm
3) 切削工時。當加工1個表面時
Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min
最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。
3.6 工藝卡的填寫
在擬定工藝路線時，必須同時確定各工序所采用的機床、刀具、輔助設備及工藝裝備，切削用量的選擇和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設計。機床和工裝的選擇應盡量做到合理，經(jīng)濟，使之與被加工零件的生產(chǎn)類型，加工精度和零件的形狀尺寸相適應。
一、機床的選擇
二、刀具的選擇
三、夾具的選擇
四、量具的選擇
五、加工面尺寸的確定
六、毛坯余量及加工余量的確定
（一）、毛坯余量的確定
（二）、加工余量的確定
七、切削用量的確定
3.7 有效功率的計算
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系數(shù)：
故Pct＜0.8,
根據(jù)X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為
Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z
4 夾具的設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動成本，需要設計專用夾具。
本文僅針對工序的夾具進行設計。
4.1 工序夾具的確定
夾具是根據(jù)機床的工藝和結構方案的具體要求而專門設計的，它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位、夾壓、刀具的導向，以及裝卸工件時的限位等作用的。
組合機床的工作常常是多刀、多面和多工序同時加工，會產(chǎn)生很大的切削力和振動，因此組合機床佳句必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個加工過程中工件不產(chǎn)生任何位移。同時，也不應該對工件產(chǎn)生不容許的變形，組合機床的夾具是保證加工精度（尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關鍵部件，其設計、制造和調(diào)整都必須有嚴格的要求，使其能持久的保持精度。此外，組合機床夾具應便于實現(xiàn)定位和夾壓的自動化，并有動作完成的檢查信號，保證切屑從加工空間自動排出，便于觀察和檢查，以及再不從機床上拆除夾具的情況下，能夠更換易損件和維護調(diào)整。
在組合機床上加工時，必須使被加工零件對刀具及其導向保持正確的相對位置。這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現(xiàn)的，定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外，還要承受被加工零件的重量和夾緊力，有時還需承受切削力。
定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支承和一些限位元件組成，定位支承是指在加工過程中維持被加工零件的一定位置的元件。輔助支承是僅用作增加被加工零件在加工過程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支承元件。
由于支承元件直接與被加工零件相接觸，因此其尺寸、結構、精度和布置都直接影響被加工零件的精度，其設計應注意以下問題：
合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面，最好使夾緊力的位置對準定位支承元件，當受工件結構限制不能實現(xiàn)時，也應使定位支承元件盡量接近壓緊力的作用線，并應使夾壓力的各力中心處于定位支承平面內(nèi)。
提高剛度，減小定位支承系統(tǒng)的變形，應力求使定位元件（定位銷）不受力。
提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，一邊長期保持夾具的定位精度。
可靠的排出定位支承部件的切屑，使切屑不堵塞和粘附在支承定位系統(tǒng)上，對保證定位的準確性和工作可靠性有很大的影響。因此設計時應盡可能不使切屑落到定位支承系統(tǒng)上，當切屑有可能落在其上，必須采取有效的排屑和清理措施。
夾具體的設計：
夾具體是夾具的最大和最復雜的元件，而且也是承受符合最大的元件。在它上面安裝定位元件、夾緊元件，對刀元件和導向元件，及其它的一切元件和機構并通過它將夾具安裝在機床上。工件的加工精度與夾具體本身的精度有很大關系，而且在加工過程中產(chǎn)生的切削力，慣性力等及工件的自重作用在夾具體上，都可能影響工件的加工精度。因此，設計夾具體應考慮以下問題：
1) 有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性，特別是位置精度直接影響工件在加工過程中產(chǎn)生的誤差。
2) 夾具體要有足夠的強度和剛度，使夾具體能承受在加工過程中產(chǎn)生的作用力而不止變形和發(fā)生振動。
3) 夾具體的機構要緊湊形狀要簡單，同時要有足夠的空間位置，保證夾具的其它元件和機構安裝方便，更換易損元件容易以及裝卸工件方便。
4) 夾具體的結構工藝性要好以便于制造，并注意消除內(nèi)應力避免變形。
5) 夾具體的中心要低，安裝在機床上能穩(wěn)固和安全，為了安裝后得到穩(wěn)定，底面的中部一般都挖空，同時應根據(jù)機床連接部分的機構形狀來確定夾具體連接部分的形狀和結構。
6) 在滿足剛度和強度的前提下，夾具體應盡量輕，不重要的部位，可以挖空以減輕重量，便于裝卸。
7) 夾具體采用鑄造件，由于鑄造可得到各種復雜的外形，剛性好還能吸振，但需進行時效處理以消除內(nèi)應力。
4.2 夾具設計有關計算
1）進給量：該工序就是通過一次走刀，完成花鍵槽的拉削加工。由于加工方法的特殊性，刀具選擇的特殊性，被吃刀量暫不用選擇。只要選擇合適的切削速度和進給量就可以。根據(jù)機床剛度和刀具尺寸，此工序需要一次走刀，完成要求的機械加工要求。加工總深度為Z=76mm?？傋叩洞螖?shù)為1次。
2）切屑速度：
根據(jù)有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；
L 拉削表面長度，80mm；
η 考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2；
k 考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4 ；
v 拉削速度（m/min）；
fz 拉刀單面齒升；
Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 。
3）切削力及夾緊力的計算
刀具：花鍵拉刀。
切削力：由于本工序拉刀由上至下垂直向下拉，切削力方向也是由上向下，只要底面三個支承釘能夠保證強度，剛度。就能精確加工。保證加工精度。而支承釘能夠保證。所以此處不用算切削力。
由于切削力和夾緊力的方向垂直。平面定位。
Fj=KFL\(H+L)=2.5*250*24/46+24=214N
夾緊力的計算：由于切削力和夾緊力的方向一致。所以夾緊力定位較小夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生振動和轉動。
4.3 夾具裝配
第三道工序，采用精基準。由毛坯零件圖可知，底面的精度較高，采用D面作為第一定位基準面，然后以A面為第二基準面C1面為第三定位面加工。D面限制了3個自由度，A面限制了2個自由度，C1面限制了1個自由度，符合六點定位原理。
4.4 夾具經(jīng)濟性分析
定位元件的選擇有4條原則：
定位元件要有較高的精度；
定位元件要有較高的耐磨性；
定位元件要有足夠的剛度和硬度；
定位元件要有良好的工藝性。
對于本工序而言，定位銷可設計為固定銷，這樣定位方便穩(wěn)定，裝置不復雜，直接將定位銷打入孔中即可，當定位銷時間長了有磨損時，可以直接換掉即可。
結論
本次課程設計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。
通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。
由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正！
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